JP2020020666A - Snow cover weighing device and snow cover weighing device unit - Google Patents

Snow cover weighing device and snow cover weighing device unit Download PDF

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Abstract

To provide a snow cover weighing device which has a simple constitution using a strain gauge as a load sensor, and which is small-sized, inexpensive, easy to handle, and capable of accurately measuring snow cover weight by reducing an influence of snow cover in the peripheral vicinity of the load sensor, and to provide a snow cover weighing device unit.SOLUTION: Provided is a snow cover weighing device 10 in which: a frame body 12 is fixed on a peripheral side of a base 11 positioned in the outermost periphery; a measuring plate 13 is arranged separated from and surrounded by the frame body 12; and a communication antenna 14 projecting from the frame body 12. A load sensor 15 is disposed on a back side of the measuring plate 13, and when the measuring plate 13 is deformed by snow cover, the deflection is transferred to a strain sensor, so that a weight value based on the snow cower weight is output. The frame body 12 functions as a peripheral mechanism for decreasing an influence arising from snow cover in the peripheral vicinity of the measuring plate 13 by the load sensor 15, and suppresses weight change due to settling of snow cover, by using a flat horizontal plane 12a. The snow cover load measured by the load sensor 15 is transmitted to the outside via the communication antenna 14.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、周辺環境に積雪する積雪重量を計測する積雪重量計及び積雪重量計ユニットであって、歪ゲージにより積雪重量を計測するものに関する。   The present invention relates to a snow weighing scale and a snow weighing scale unit for measuring the weight of snow falling on the surrounding environment, and to a snow weighing scale that measures the weight of snow with a strain gauge.

積雪重量は、山間部での雪崩発生や、屋根雪による家屋倒壊や、道路通行及び吹雪通行の情報提供等の雪氷災害の軽減に役立つものとされている。積雪重量(積雪密度)は、雪質により変化するため、積雪深からでは判断することができず、積雪重量を自動計測できる積雪重量計が求められている。   The weight of snow is said to be useful for reducing snow and ice disasters such as occurrence of avalanches in mountainous areas, collapse of houses due to roof snow, provision of information on road traffic and snowstorm traffic. Since the weight of snow (density of snow) changes depending on the quality of snow, it cannot be determined from the depth of snow, and a snow weighing scale capable of automatically measuring the weight of snow is required.

従来この種の積雪重量計としては、例えば図9に示すように、内部に不凍液を充填したステンレス薄板製の偏平状の密閉容器1を、地面2にコンクリート打設により形成した水平設置部3上に四個並置しており、密閉容器1の不凍液の圧力を受けて内圧を計測するゲージボックス5内に収納された半導体圧力ゲージ4を各密閉容器1に接続管6により配管接続し、密閉容器1上に積もった積雪重量による半導体圧力ゲージ4の圧力変化を検出して積雪重量を計測しようとする構造のものがある(特許文献1)。   Conventionally, as this type of snow weighing scale, as shown in FIG. 9, for example, a flat closed container 1 made of a stainless steel sheet filled with antifreeze is placed on a horizontal installation portion 3 formed by concrete casting on the ground 2 The semiconductor pressure gauges 4 housed in a gauge box 5 for measuring the internal pressure by receiving the pressure of the antifreeze in the closed vessel 1 are connected to each closed vessel 1 by a connecting pipe 6, and are connected to each other. There is a structure in which a change in the pressure of the semiconductor pressure gauge 4 due to the weight of snow piled on the surface of the semiconductor pressure gauge 1 is detected to measure the weight of snow (Patent Document 1).

このようなメタルウェファー式の積雪重量計は、米国カリフォルニア州の資源局(Resources Agency)において1974年に開発され、1983年日本において電気的な記録ができるように改良され、北陸地方の積雪に対して実用性が確かめられている。   Such a metal-wafer-type snow weighing scale was developed in 1974 at the Resources Agency in California, the United States, and was improved in 1983 to enable electrical recording in Japan. The practicality has been confirmed.

また、屋根における積雪重量の荷重分布を正確に測定する積雪測定システムがある(特許文献2)。これは、荷重センサーに加わる荷重を示す荷重データ信号を生成するもので、荷重センサーの一例としてロードセルを用いる例が開示されている。   There is also a snowfall measurement system that accurately measures the load distribution of snowfall weight on a roof (Patent Document 2). This generates a load data signal indicating a load applied to the load sensor, and discloses an example in which a load cell is used as an example of the load sensor.

実開平5−25385号公報(図1)Japanese Utility Model Publication No. 5-25385 (FIG. 1) 特開2008−82941号公報(段落[0015]等)JP 2008-82941 A (paragraph [0015] etc.)

しかしながら、特許文献1に開示された構造の場合、密閉容器内に不凍液を充填する際の空気の混入は避けられず、また不凍液内にも空気は混入していることから完全な脱気状態にすることは著しく困難である。さらに、圧力ゲージは不凍液の圧力のみならず空気圧をも検出することとなるが、空気の温度膨張は水に比べて大きいことから、測定誤差の要因となりやすく、例えば一冬期間における積雪重量の計測を終了した際、密閉容器上に積雪がないにもかかわらず積雪があるようなデータとなって信頼性を低下させることがある。   However, in the case of the structure disclosed in Patent Literature 1, mixing of air when filling the closed container with the antifreeze is inevitable, and since air is mixed in the antifreeze, a completely degassed state is obtained. It is extremely difficult to do. Furthermore, the pressure gauge detects not only the pressure of the antifreeze liquid but also the air pressure.However, since the temperature expansion of the air is larger than that of water, it tends to cause a measurement error. When the process is completed, data may be obtained with snow even though there is no snow on the closed container, and the reliability may be reduced.

また、ステンレス薄板と密閉容器(メタルウェファー)の組み合わせ、不凍液、圧力ゲージ、ホース等を有しており、装置は大きく、計測部と圧力ゲージの2ユニットに分かれており、重量があり、高価で扱い難いものであった。さらに、天秤式のものを流用する場合には、秤(高さ)を薄くしたり、積雪は秤の周辺に一様に降るため積雪の一部を切り出して天秤にかけたりする必要があり、そのための工夫が必要であった。   In addition, it has a combination of a stainless steel plate and a closed container (metal wafer), antifreeze, a pressure gauge, a hose, etc., and the device is large. It was awkward. Furthermore, when using a balance type, it is necessary to reduce the scale (height) or to cut out a part of the snow and put it on the balance because the snow falls uniformly around the scale. Device was necessary.

一方で、特許文献1及び特許文献2は、メタルウェファーや荷重センサーの周囲近傍の積雪の影響を全く考慮しておらず、積雪重量の計測誤差が発生するという問題がある。   On the other hand, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 do not consider at all the influence of snow accumulation in the vicinity of a metal wafer or a load sensor, and have a problem that a measurement error of snow accumulation weight occurs.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重センサーとして歪ゲージを用いた簡易な構成の積雪重量計であり、小型で安価で扱い易く、荷重センサーの周囲近傍の積雪の影響を軽減して、積雪重量を精度よく計測することが可能な積雪重量計及び積雪重量計ユニットを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a snow weighing scale having a simple configuration using a strain gauge as a load sensor, which is small, inexpensive, easy to handle, and near the load sensor. It is an object of the present invention to provide a snow weighing scale and a snow weighing scale unit which can reduce the influence of snow accumulation and accurately measure the snow accumulation weight.

上記課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides the following.

(1) 積雪を受ける測定板と、前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、前記測定板の周囲に設置され、前記荷重センサーによる前記測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構と、を有することを特徴とする積雪重量計。   (1) A measurement plate receiving snowfall, a load sensor for generating a load signal according to a load applied to the measurement plate, and a load sensor installed around the measurement plate, and the snow sensor near the measurement plate by the load sensor. And a surrounding mechanism for reducing an influence caused by the snow.

本発明によれば、測定板と荷重センサーと周囲機構とを有し、周囲機構は荷重センサーによる測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する機能を果たすことから、精度の高い積雪重量の計測が可能となる。また、本発明の積雪重量計は、従来のメタルウェファー式の積雪重量計とは異なり、密閉容器内に液体等を有しない構造であり、それゆえに液体の温度特性による補正を必要としない。さらに、密閉容器内の空気の影響がなく、空気の温度膨張による計測誤差が生じない。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has a measurement board, a load sensor, and a surrounding mechanism, and since a surrounding mechanism performs the function which reduces the influence attributable to the snow accumulation of the circumference of a measurement board by a load sensor, the snowfall weight with high precision Can be measured. Further, the snow weighing scale of the present invention is different from the conventional metal wafer type snow weighing scale in that it has a structure in which there is no liquid or the like in a closed container, and therefore does not require correction based on the temperature characteristics of the liquid. Further, there is no influence of air in the closed container, and no measurement error occurs due to temperature expansion of the air.

荷重センサーは、上下可動式の二次元的や上下左右可動の三次元的なものでよく、後者の三次元的なものでは、左右方向のブレによって測定板の周囲近傍の影響が大きく、計測誤差を生じる可能性がある。このような影響を軽減する周囲機構は、精度の高い積雪重量の計測に資することとなる。   The load sensor may be a two-dimensional movable type that can be moved up and down or a three-dimensional type that can be moved up and down and left and right. May occur. A surrounding mechanism that reduces such an effect contributes to highly accurate measurement of snowfall weight.

(2) 前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることを特徴とする積雪重量計。   (2) The snow weighing machine, wherein the peripheral mechanism is a frame surrounding the measurement plate and having an upper surface substantially flush with the measurement plate.

本発明によれば、周囲機構は、測定板の周囲を取り囲み、測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることから、測定板とほぼ同じ高さの枠体によって、測定板近傍の左右方向のブレを軽減することができる。   According to the present invention, the peripheral mechanism surrounds the periphery of the measurement plate and is a frame having an upper surface substantially flush with the measurement plate. The blur in the left and right direction can be reduced.

(3) 前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体であることを特徴とする積雪重量計。   (3) The snow weighing scale, wherein the peripheral mechanism is a fence body surrounding the measurement plate and protruding above the measurement plate.

本発明によれば、周囲機構は、測定板の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体であることから、測定板への積雪をフェンス体によって上方から誘導して、スポット的に積雪を一様にならすことができる。   According to the present invention, since the surrounding mechanism is a fence body surrounding the measurement plate and projecting above the measurement plate, the snow on the measurement plate is guided from above by the fence body, and a spot is formed. The snow cover can be evenly distributed.

(4) 前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面に位置する枠体と、前記枠体の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体と、の組み合わせであることを特徴とする積雪重量計。   (4) The peripheral mechanism surrounds the periphery of the measurement plate, and a frame body that is located on substantially the same plane as the measurement plate, and a fence body that surrounds the periphery of the frame body and protrudes upward from the measurement plate. A snow weighing scale, which is a combination of

本発明によれば、測定板近傍の左右方向のブレを軽減する枠体と、測定板への積雪を誘導するフェンス体と、の組み合わせによって、より精度の高い積雪重量の計測に資することとなる。   According to the present invention, a combination of a frame body for reducing blurring in the left and right direction near the measurement plate and a fence body for guiding snow accumulation on the measurement plate contributes to more accurate measurement of snowfall weight. .

(5) 前記枠体と前記測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることを特徴とする積雪重量計。   (5) The snow weighing scale, wherein the frame and the measurement plate are arranged with a predetermined gap.

本発明によれば、枠体と測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることから、測定板の可動を所定の範囲内で自由にしている。   According to the present invention, since the frame and the measurement plate are arranged with a predetermined gap, the measurement plate can be freely moved within a predetermined range.

(6) 前記荷重センサーはロードセルにより生成された荷重信号に基づき荷重データを計測し、前記荷重データを、電気通信回線を通じて送信する通信機構を有することを特徴とする積雪重量計。   (6) The snow weighing machine according to the present invention, wherein the load sensor has a communication mechanism for measuring load data based on a load signal generated by a load cell and transmitting the load data through an electric communication line.

本発明によれば、荷重センサーをロードセルとして荷重データを送信することから、センサーとインターネット接続に対応したIoTセンサーを構成することができる。また、ロードセルは温度特性が良いことから、主に寒い時期や寒冷地で使用する本発明の積雪重量計として適している。   According to the present invention, since load data is transmitted using the load sensor as a load cell, an IoT sensor compatible with the sensor and the Internet connection can be configured. Further, since the load cell has good temperature characteristics, the load cell is suitable as the snow weighing scale of the present invention used mainly in a cold season or in a cold region.

(7) 前記測定板の面積は30cm×30cm以上であることを特徴とする積雪重量計。
(8) 前記枠体を含む内面積は41cm×41cm以上であることを特徴とする積雪重量計。
(7) The snow weighing machine, wherein the area of the measurement plate is 30 cm × 30 cm or more.
(8) The snow weighing machine characterized in that the inner area including the frame is 41 cm × 41 cm or more.

本発明によれば、従来は2m×3m程度の大型な積雪重量計に比べて、測定板の面積は少なくとも30cm×30cm、枠体を含む内面積は少なくとも41cm×41cmと小型であり、設置に要する工事負担も低減することができる。また、荷重センサーとしてロードセルを使用することで、積雪重量計全体の小型化に資することができる。   According to the present invention, the area of the measurement plate is at least 30 cm x 30 cm, and the inner area including the frame is at least 41 cm x 41 cm, which is smaller than that of a conventional large snow weighing instrument of about 2 m x 3 m. The required construction burden can also be reduced. Further, by using a load cell as a load sensor, it is possible to contribute to miniaturization of the entire snow weighing scale.

(9) 最外周に位置する基台と、積雪を受ける測定板と、前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体と、を有し、前記枠体の上面に、通信用アンテナを取り付け可能な取付穴が設けられていることを特徴とする積雪重量計ユニット。   (9) A base located at the outermost periphery, a measurement plate for receiving snow, a load sensor for generating a load signal according to a load applied to the measurement plate, and a periphery of the measurement plate. A frame having a coplanar upper surface; and a mounting hole in which a communication antenna can be mounted is provided on the upper surface of the frame.

本発明によれば、積雪重量計ユニットは、基台と測定板と荷重センサーと枠体とが組み立てられ、通信用アンテナが別体として同封されており、通信用アンテナを取り付ける取付穴が設けられる。高さのある通信用アンテナを後付けする構成とすることで、積雪重量計ユニットの送付時のサイズを小さくすることができる。同じく、高さのあるその他の部品を後付け構成とすることも可能である。   According to the present invention, in the snow weighing scale unit, the base, the measuring plate, the load sensor, and the frame are assembled, the communication antenna is enclosed as a separate body, and a mounting hole for mounting the communication antenna is provided. . With a configuration in which a tall communication antenna is retrofitted, the size of the snow weighing scale unit at the time of sending can be reduced. Similarly, other tall components can be retrofitted.

(10) 積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしたことを特徴とする積雪重量計ユニット。   (10) A snow weighing unit characterized in that an attachment for mounting a snow depth gauge can be installed.

本発明によれば、高さのある積雪深計を後付けする構成とすることで、積雪重量計ユニットの送付時のサイズを小さくすることができる。積雪深計を後付けするための積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしている。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the size at the time of transmission of a snow weighing scale unit can be made small by attaching a tall snow depth gauge with height. A snow depth gauge attachment for attaching the snow depth gauge can be installed.

本発明の積雪重量計及び積雪重量計ユニットは、積雪重量により測定板の撓みを歪ゲージである荷重センサーが検出して積雪重量を計測することができ、また、測定板の周囲近傍の積雪状態による計測誤差の影響を軽減する周囲機構により精度の高い積雪重量の計測を可能にするという効果がある。さらに、積雪重量計の構造が簡単で小型で安価な装置を実現することができ、IoTセンサーとして外部に情報を提供することができる。   The snow weighing scale and the snow weighing unit according to the present invention can measure the weight of the snow by detecting the deflection of the measuring plate by the weight of the snow by the load sensor which is a strain gauge, and can measure the snow in the vicinity of the measuring plate. There is an effect that it is possible to measure the snow weight with high accuracy by the peripheral mechanism for reducing the influence of the measurement error due to the snow. Furthermore, a small and inexpensive device with a simple structure of the snow weighing scale can be realized, and information can be provided to the outside as an IoT sensor.

本発明の実施の形態に係る第1の積雪重量計の概略構成図である。It is a schematic structure figure of the 1st snow weighing scale concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る第2の積雪重量計の概略構成図である。It is a schematic structure figure of the 2nd snow weighing scale concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る積雪重量計の断面図である。It is sectional drawing of the snow weighing scale which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る積雪重量計の電気的構成図である。It is an electrical block diagram of the snow weighing scale which concerns on embodiment of this invention. 積雪の様子を示す図。The figure which shows a mode of snow accumulation. 各積雪状態における積雪終了後の積雪重量の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the snowfall weight after the end of snowfall in each snowfall state. 各積雪状態における積雪中の積雪重量の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the snowfall weight in the snowfall in each snowfall state. 本発明の実施の形態に係る積雪重量計ユニットの概略構成図である。It is a schematic structure figure of the snow weighing scale unit concerning an embodiment of the invention. 従来のメタルウェファー式の積雪重量計の構成図である。It is a block diagram of the conventional metal wafer type snow weighing scale.

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る第1の積雪重量計10の概略構成図である。積雪重量計10は、最外周に位置する基台11の周側に枠体12が固設され、枠体12に離間して囲まれるように測定板13が配設され、枠体12からは通信用アンテナ14が突設されている。基台11は、地面や屋根や屋上などに対して地平と水平に設置され、必要に応じて傾斜のある設置場所に対して水平方向に設置するための可変アングルが取り付けられる。このような基台11により設置負担が軽減できる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first snow weighing scale 10 according to an embodiment of the present invention. In the snow weighing scale 10, a frame 12 is fixedly provided on a peripheral side of a base 11 located at the outermost periphery, and a measurement plate 13 is provided so as to be surrounded by being separated from the frame 12. A communication antenna 14 protrudes. The base 11 is installed horizontally with respect to the ground, a roof, a roof, or the like, and a variable angle for installation in a horizontal direction is installed on an inclined installation location as needed. With such a base 11, the installation burden can be reduced.

図2は、本発明の実施の形態に係る第2の積雪重量計20の概略構成図である。積雪重量計10と同一の構成には同じ符号を用いており、積雪重量計10と異なる点は、枠体12の垂直面12bに沿うフェンス体12’を立設していることである。なお、図示しないが、フェンス体12’は、測定板13を離間して取り囲むように設置していればよく、例えば、枠体12を設けずに基台13の外縁を取り囲むように立設してもよい。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the second snow weighing scale 20 according to the embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same components as the snow weighing scale 10, and the difference from the snow weighing scale 10 is that a fence body 12 ′ is provided upright along the vertical surface 12 b of the frame 12. Although not shown, the fence body 12 ′ may be installed so as to surround the measurement plate 13 at a distance. For example, the fence body 12 ′ may be provided upright so as to surround the outer edge of the base 13 without providing the frame body 12. You may.

枠体12は、測定板13の周囲に一定幅のギャップG(例えば5mm幅)をもって設置され、枠体12の干渉を受けずに測定板13が三次元的に自由自在に動けるようになっている。図1及び図2に示す枠体12は、水平面12a及び垂直面12bを有する断面L状を呈している。なお、水平面12aは平滑状の平板となっている。   The frame 12 is installed around the measurement plate 13 with a constant gap G (for example, 5 mm width), so that the measurement plate 13 can freely move three-dimensionally without interference from the frame 12. I have. The frame 12 shown in FIGS. 1 and 2 has an L-shaped cross section having a horizontal surface 12a and a vertical surface 12b. The horizontal surface 12a is a flat plate having a smooth shape.

また、枠体12は、測定板13及び荷重センサー15を保護するほか、荷重センサー15による測定板13の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構としても機能し、周囲機構の一例として図1に示すように、測定板13の周囲を取り囲み、測定板13と略同一平面の上面(水平面12a)を有する平たい枠体となっている。この水平面12aにより、積雪の沈降による重量変化を抑えている。   In addition, the frame 12 protects the measurement plate 13 and the load sensor 15 and also functions as a peripheral mechanism that reduces the influence of the load sensor 15 due to the snow accumulation near the periphery of the measurement plate 13, and is an example of the peripheral mechanism. As shown in FIG. 1, a flat frame surrounding the measurement plate 13 and having an upper surface (horizontal surface 12 a) substantially flush with the measurement plate 13 is formed. The horizontal surface 12a suppresses a change in weight due to the settling of snow.

また、枠体12による周囲機構の例として図2に示すように、測定板13の周囲を取り囲み、測定板13よりも上方に突設する尖ったフェンス体12’となっている。図2ではフェンス体12’と枠体12とを別体として構成しているが、フェンス体と枠体とを一体に構成して、断面L字形の枠体や断面T字形の枠体としてもよい。この場合、フェンス状のL形アングル又はT形アングルを枠体として配置しても、同様の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 2, an example of a peripheral mechanism of the frame body 12 is a sharp fence body 12 ′ surrounding the measurement plate 13 and protruding above the measurement plate 13. In FIG. 2, the fence body 12 ′ and the frame body 12 are configured as separate bodies, but the fence body and the frame body may be integrally configured to form an L-shaped cross-section or a T-shaped cross-section. Good. In this case, the same effect can be obtained even if a fence-shaped L-shaped angle or T-shaped angle is arranged as a frame.

測定板13は、積雪を受ける矩形のステンレス薄板である。測定板13の上面は、荷重センサー15との接続部15aを有しており、測定板12の下方には荷重センサー15が設けられる(図3参照)。接続部15aは荷重センサー15と物理的に接続されていて熱伝導性が良い場合には、融雪を防ぐための断熱部材を接続部15a上面に貼付してもよい。   The measurement plate 13 is a rectangular stainless steel plate that receives snow. The upper surface of the measurement plate 13 has a connection portion 15a with the load sensor 15, and the load sensor 15 is provided below the measurement plate 12 (see FIG. 3). When the connection portion 15a is physically connected to the load sensor 15 and has good thermal conductivity, a heat insulating member for preventing snow melting may be attached to the upper surface of the connection portion 15a.

測定板13の面積の一例としては30cm×30cmであり、単位面積当たりの重量(kg/m)で換算する場合は、得られた重量に11.11倍する。また、測定板13で計測可能な積雪深は面積によることから、30cm×30cm以上の測定板13を用いて積雪重量を計測することとしてもよい。測定板13の形状及びサイズは、従来の積雪重量計と同じ計測値を示すように規定しておく必要がある。 An example of the area of the measuring plate 13 is 30 cm × 30 cm, and when converted by the weight per unit area (kg / m 2 ), the obtained weight is multiplied by 11.11. Since the snow depth that can be measured by the measuring plate 13 depends on the area, the snow depth may be measured using the measuring plate 13 having a size of 30 cm × 30 cm or more. The shape and size of the measuring plate 13 need to be defined so as to show the same measured values as those of a conventional snow weighing scale.

枠体12を含む内面積の一例としては41cm×41cmであり、具体的には、測定板13の面積が30cm×30cm、中空の枠体自体の面積が41cm×41cm−30cm×30cmである。なお、測定板13で計測可能な積雪深を拡張するためにも、30cm×30cm以上の測定板13を用いて積雪重量を計測する場合には、41cm×41cm以上の内面積となる。   An example of the inner area including the frame 12 is 41 cm × 41 cm. Specifically, the area of the measurement plate 13 is 30 cm × 30 cm, and the area of the hollow frame itself is 41 cm × 41 cm−30 cm × 30 cm. In addition, in order to extend the snow depth that can be measured by the measuring plate 13, when measuring the snowfall weight using the measuring plate 13 of 30 cm × 30 cm or more, the inner area becomes 41 cm × 41 cm or more.

図4は、本発明の実施の形態に係る積雪重量計10,20の電気的構成図であり、通信用アンテナ14及び荷重センサー15は前述した通りである。なお、荷重センサー15は測定板13の裏面側に備えられており、測定板13が積雪により撓むと歪センサーに撓みが伝わる構造となっており、歪みが電気変換されて積雪重量に基づく重量値が出力される。   FIG. 4 is an electrical configuration diagram of the snow scales 10 and 20 according to the embodiment of the present invention. The communication antenna 14 and the load sensor 15 are as described above. Note that the load sensor 15 is provided on the back side of the measurement plate 13 and has a structure in which when the measurement plate 13 is bent by snow, the deflection is transmitted to the strain sensor. Is output.

積雪重量計10,20の内部には、防水BOX16内に電源供給部16a,電源部16b,無線部16c,基板部16d,アナログ処理部16eが設けられる。なお、外部とのデータ通信を行う場合には、通信用アンテナ14から一旦図示しない中継器を介在させて、中継器から外部にデータを送信することができる。中継器を用いることで、防水BOX16内の電源供給部16aの容量を抑え、中継器内に大型の大容量バッテリーを搭載することができ、電力消費量の大きいwi−fi通信によって遠距離との通信が可能となる。   Inside the snow weighing scales 10, 20, a power supply unit 16a, a power supply unit 16b, a wireless unit 16c, a board unit 16d, and an analog processing unit 16e are provided in the waterproof box 16. In the case of performing data communication with the outside, data can be transmitted from the repeater to the outside via the communication antenna 14 via a repeater (not shown). By using the repeater, the capacity of the power supply unit 16a in the waterproof box 16 can be suppressed, and a large-capacity battery can be mounted in the repeater. Communication becomes possible.

電源供給部16aは、積雪重量計1,2に電源を供給する供給源であり、乾電池,蓄電池,AC/DC電源などを用いることができる。この電源供給部16aから供給された電力は電源部16bにて電力変換され、適切な電力値を各部に供給する。   The power supply unit 16a is a supply source for supplying power to the snow weighing scales 1 and 2, and can use a dry battery, a storage battery, an AC / DC power supply, or the like. The power supplied from the power supply unit 16a is power-converted by the power supply unit 16b, and supplies an appropriate power value to each unit.

無線部16cは、無線モジュールを用いて基板部16dのマイコンからの通信データを送信制御して、通信用アンテナ14から送信する。無線モジュールは、IEEEに準拠したZigBee通信を行って中継器にデータを送るか、電力供給源16aからの電力が十分な場合には、wi−fi通信を行って外部に直接データを送る。   The wireless unit 16c controls transmission of communication data from the microcomputer of the board unit 16d using a wireless module, and transmits the communication data from the communication antenna 14. The wireless module sends data to the repeater by performing ZigBee communication in conformity with IEEE, or directly sends data to the outside by performing wi-fi communication when the power from the power supply source 16a is sufficient.

基板部16dは、積雪重量計10,20の総合的な制御指令を司るマイコンを有しており、アナログ処理部16eと接続又は機能的一体とされている。荷重センサー15からの重量データは、アナログ処理部16eで必要に応じて信号増幅されてアナログ/デジタル変換された後、マイコンにて処理される。マイコンでは、電圧から重量への変換処理(スケーリング処理)を行い、重量データとして出力する。   The board unit 16d has a microcomputer that controls comprehensive control of the snow scales 10 and 20, and is connected to or functionally integrated with the analog processing unit 16e. The weight data from the load sensor 15 is amplified by a signal as required by an analog processing unit 16e and converted from analog to digital, and then processed by a microcomputer. The microcomputer performs a voltage-to-weight conversion process (scaling process) and outputs the weight data.

図5は、積雪重量計の断面と積雪の様子を示す図である。図5(A)は、測定板13の周囲を何も取り囲んでおらず、測定板13の周囲に緩やかに積雪している状態である。図5(B)は、測定板13の周囲を略同一平面を有する枠体12が取り囲んでおり、枠体12の周囲に緩やかに積雪している状態である。図5(C)は、測定板13の周囲を枠体12及びフェンス体12’が取り囲んでおり、フェンス体によって一様に積雪している状態である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a cross section of the snow weighing scale and a state of snow accumulation. FIG. 5A shows a state in which nothing surrounds the periphery of the measurement plate 13 and the snow is gently wrapped around the measurement plate 13. FIG. 5B shows a state in which the frame 12 having substantially the same plane surrounds the periphery of the measurement plate 13, and the snow is gently wrapped around the frame 12. FIG. 5C shows a state in which the frame 12 and the fence body 12 ′ surround the periphery of the measurement plate 13, and the snow is uniformly covered by the fence body.

図6は、各積雪状態(図5(A),(B),(C))における積雪終了後の積雪重量の関係を示す図、図7は、各積雪状態(図5(A),(B),(C))における積雪中の積雪重量の関係を示す図である。なお、図7では、電子天秤を用いて積雪重量を計測した基準線も示している。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the snow cover weights after the end of the snow cover in each snow cover state (FIGS. 5A, 5B, and 5C), and FIG. It is a figure which shows the relationship of the snow weight in snow in (B), (C)). FIG. 7 also shows a reference line obtained by measuring the weight of snow using an electronic balance.

図6は、実際に積雪して計測した積雪重量と測定板13の大きさに積雪を切り出して計測した積雪重量とを比較している、図6において、(A)の状態で切り出すと積雪重量が減少する結果を示していることから、沈降力による影響を受けて積雪重量が過大計測されていることが分かる。一方、(B)及び(C)の状態で切り出しても積雪重量の変化はあまり見られないことから、枠体やフェンス体によって沈降力による影響が軽減されていることが分かる。   FIG. 6 shows a comparison between the snow mass actually measured by snow accumulation and the snow mass measured by cutting out the snow mass to the size of the measuring plate 13. In FIG. 6, when the snow mass is cut out in the state of FIG. Shows that the snowfall weight is excessively measured under the influence of the sedimentation force. On the other hand, even if the snow is cut out in the states of (B) and (C), the change in the snowfall weight is not so much seen, indicating that the influence of the sedimentation force is reduced by the frame and the fence.

図6及び図7によれば、(A)の状態よりも、(B)及び/又は(C)の状態が基準曲線に近く、良好な相関が得られていることが分かる。すなわち、(A)の状態では測定板13に対して、図5矢印に示すようなその外側に働く力(沈降力)が作用することから、実際の重量に比して計測誤差を生じることがある。これに比べて(B)や(C)では、沈降力による影響を軽減することができる。   According to FIGS. 6 and 7, it can be seen that the state of (B) and / or (C) is closer to the reference curve than the state of (A), and a good correlation is obtained. That is, in the state (A), a force (settling force) acting on the outside of the measuring plate 13 as shown by an arrow in FIG. 5 acts, so that a measurement error may occur in comparison with the actual weight. is there. In contrast, in (B) and (C), the influence of the sedimentation force can be reduced.

図8は、本発明の実施の形態に係る積雪重量計ユニット100の概略構成図である。積雪重量計ユニット100は、基台11と、測定板13と、荷重センサー15と、枠体12と、枠体12の上面側の水平面12aに設けられた取付穴12cと、を有しており、取付穴12cには通信用アンテナ14が取り付けられる。なお、積雪重量計ユニット100において、通信用アンテナ14は通信可能なように基板部16dと接続線で接続されている。通信用アンテナ14を取付穴12cに取り付けてネジ等で固定する。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the snow weighing scale unit 100 according to the embodiment of the present invention. The snow weighing scale unit 100 has a base 11, a measuring plate 13, a load sensor 15, a frame 12, and a mounting hole 12c provided in a horizontal surface 12a on the upper surface side of the frame 12. The communication antenna 14 is attached to the attachment hole 12c. In the snow weighing scale unit 100, the communication antenna 14 is connected to the board 16d by a connection line so that communication is possible. The communication antenna 14 is mounted in the mounting hole 12c and fixed with screws or the like.

積雪重量計ユニット100は、測定板13に積雪する積雪深を計測するための積雪深計を取付部19に取付可能であり、積雪深計取付けアタッチメントが設置されている。取付部19は、枠体12の外周壁に設置されており、プレート固定用スタット19aが取付けられている。積雪深計を取付けることで、積雪重量計及び積雪深計として使用することができる。   In the snow weighing scale unit 100, a snow depth gauge for measuring the snow depth on the measuring plate 13 can be mounted on the mounting portion 19, and a snow depth gauge mounting attachment is provided. The mounting portion 19 is installed on the outer peripheral wall of the frame body 12 and has a plate fixing stud 19a mounted thereon. By installing a snow depth gauge, it can be used as a snow weighing scale and a snow depth gauge.

本発明に係る積雪重量計及び積雪重量計ユニットは、周辺環境に積雪する積雪重量を計測する際の沈降力の影響を軽減し、積雪重量を精度よく計測することができるものとして有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The snow weighing scale and the snow weighing scale unit according to the present invention are useful as those capable of reducing the influence of sedimentation force when measuring the weight of snow falling on the surrounding environment and accurately measuring the weight of snow.

10,20 積雪重量計
11 基台
12 枠体(12a:水平面、12b:垂直面、12c:取付穴)
12’ フェンス体
13 測定板
14 通信用アンテナ
15 荷重センサー(15a:接続部)
16 防水BOX(16a:電源供給部、16b:電源部、16c:無線部、16d:基板部、16e:アナログ処理部)
G ギャップ
10, 20 Snow weighing scale 11 Base 12 Frame (12a: horizontal plane, 12b: vertical plane, 12c: mounting hole)
12 'fence body 13 measuring plate 14 communication antenna 15 load sensor (15a: connection part)
16. Waterproof BOX (16a: power supply unit, 16b: power supply unit, 16c: wireless unit, 16d: board unit, 16e: analog processing unit)
G gap

Claims (10)

積雪を受ける測定板と、
前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、
前記測定板の周囲に設置され、前記荷重センサーによる前記測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構と、
を有することを特徴とする積雪重量計。
A measuring plate for receiving snowfall,
A load sensor that generates a load signal according to the load applied to the measurement plate,
A peripheral mechanism that is installed around the measurement plate and reduces an effect caused by snow accumulation in the vicinity of the measurement plate by the load sensor.
Snow weighing scale characterized by having.
前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることを特徴とする請求項1記載の積雪重量計。   The snow weighing machine according to claim 1, wherein the peripheral mechanism is a frame surrounding the measurement plate and having an upper surface substantially flush with the measurement plate. 前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体であることを特徴とする請求項1記載の積雪重量計。   The snow weighing scale according to claim 1, wherein the peripheral mechanism is a fence body surrounding the measurement plate and protruding above the measurement plate. 前記周囲機構は、
前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面に位置する平たい枠体と、
前記枠体の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体と、
の組み合わせであることを特徴とする請求項1記載の積雪重量計。
The peripheral mechanism is
A flat frame surrounding the measurement plate and positioned substantially on the same plane as the measurement plate,
A fence body surrounding the frame body and protruding above the measurement plate;
The snow weighing scale according to claim 1, wherein the weight is a combination of:
前記枠体と前記測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることを特徴とする請求項2又は4記載の積雪重量計。   The snow weighing scale according to claim 2, wherein the frame and the measurement plate are arranged with a predetermined gap. 前記荷重センサーは(に基づき荷重データを計測し、
前記荷重データを、電気通信回線を通じて送信する通信機構を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか記載の積雪重量計。
The load sensor measures load data based on (
The snow weighing machine according to any one of claims 1 to 5, further comprising a communication mechanism for transmitting the load data through an electric communication line.
前記測定板の面積は30cm×30cm以上であることを特徴とする請求項1から6のいずれか記載の積雪重量計。   The snow weighing machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the area of the measurement plate is 30 cm x 30 cm or more. 前記枠体を含む内面積は41cm×41cm以上であることを特徴とする請求項2,請求項4から6のいずれか記載の積雪重量計。   The snow weighing machine according to any one of claims 2 to 4, wherein an inner area including the frame body is 41cm x 41cm or more. 最外周に位置する基台と、
積雪を受ける測定板と、
前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、
前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体と、
を有し、
前記枠体の上面に、通信用アンテナを取り付け可能な取付穴が設けられていることを特徴とする積雪重量計ユニット。
A base located at the outermost periphery,
A measuring plate for receiving snowfall,
A load sensor that generates a load signal according to the load applied to the measurement plate,
A frame surrounding the measurement plate and having an upper surface substantially flush with the measurement plate,
Has,
A snow weighing scale unit, wherein a mounting hole to which a communication antenna can be mounted is provided on an upper surface of the frame.
積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしたことを特徴とする請求項9記載の積雪重量計ユニット。   The snow weighing scale unit according to claim 9, wherein an attachment for mounting a snow depth gauge can be installed.
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